七層式架構雲端部署

後端四層架構（DASC）與前端三層架構（DAI）在應用程式開發中相輔相成，能夠幫助系統設計更具彈性與易於維護。以下就這兩個架構進行詳細說明，並比較它們的優缺點及實際在雲端部署的方式和成本。

後端四層架構 (DASC)

• Data（資料層）
  • 此層定義單純物件型別，例如 POCO (Plain Old CLR Object) 在 C# 中，或是 TypeScript 的型別定義。這層僅作為資料模型，不包含任何邏輯運算。
• Access（資料存取層）
  • 處理實際的 I/O，例如與資料庫的互動或檔案操作。這層負責 CRUD（Create, Read, Update, Delete）操作。C# 可使用 Entity Framework，Node.js 可使用像是 Mongoose 或 Sequelize 之類的 ORM 工具來完成這一層的工作。
• Service（業務邏輯層）
  • 處理較複雜的邏輯，如資料的轉換、進階運算以及業務規則。例如，在 Node.js 中可使用服務類別來封裝業務邏輯，確保程式邏輯與資料存取解耦合。
• API Controller（控制層）
  • 此層負責處理 API 的請求，包含輸入的驗證（如判斷是否為 null 或是否符合規定格式）以及錯誤處理。通常會將這層結果以 JSON 格式傳回給前端。例如 C# 中的 ASP.NET Core 或 Node.js 的 Express 都可以作為 API 控制器。

優缺點

• 優點：
  • 清晰的分層：每一層負責不同的職責，讓程式碼更加清楚，易於測試和維護。
  • 可重用性：邏輯被抽象化到 Service 層，可以在不同的場景中重用同樣的業務邏輯。
  • 安全性強化：控制層可以集中處理輸入的驗證和安全性邏輯，防止不合規的輸入進入系統內部。
• 缺點：
  • 複雜度增加：對於簡單的應用程式來說，這樣的分層會顯得過於複雜，增加開發和維護成本。
  • 潛在的性能開銷：每一層之間的調用需要消耗一定的系統資源，如果架構設計不佳可能影響系統性能。

前端三層架構 (DAI)

• Data（資料層）
  • 單純型別定義，用來描述應用程式中所使用的資料結構，例如 Angular 的 interface 或 class。
• Access（存取層）
  • 這層是前端與後端 API 溝通的部分。一般會以 Angular 的 Service 文件來處理 API 的呼叫和後端的交互。
• Interface（介面層）
  • 包含 UI 部分，以及所有與使用者的互動。在 Angular 中，這層會是各種 Component，以及模板 HTML 和 CSS 的組合，負責展示資料與收集使用者輸入。

優缺點

• 優點：
  • 層次分明：清晰的區分資料定義、API 呼叫及使用者介面，讓維護和測試更簡單。
  • 更佳的測試性：可以針對每一層進行單獨測試，例如測試 Service 層的 API 呼叫是否正確或介面層的 UI 是否符合需求。
• 缺點：
  • 複雜度增加：增加了開發的初始設置與學習成本。
  • 耦合性：存取層與後端耦合程度高，後端 API 的變動可能影響前端的設計。

架構在 Google Cloud 的佈建方式及成本考量

在雲端環境下，針對不同的應用需求，我們可以考慮多種佈建選項。以下是使用 Google Cloud 的一些可能方案及成本優劣勢的考量：

1. Linux 虛擬機器 (Compute Engine)
   • 使用虛擬機器來部署後端 (如 C# API Server 或 Node.js API) 和前端的靜態資源。可以自己管理部署過程，並控制伺服器上的所有細節。
   • 優點：靈活性高，適合需要自定義環境的應用。
   • 缺點：維護成本較高，需自行管理伺服器的安全性、更新和擴容。
   • 成本：按使用時間計費，最小的 VM 大約每月 25 美元起（視配置和流量而定）。
2. Firebase Hosting 和 Cloud Run
   • Firebase Hosting：適合部署前端靜態資源（HTML、CSS、JavaScript）。它具有 CDN 支持，可以提供快速的全球分發服務。
   • Cloud Run：可以將後端服務容器化並進行無伺服器部署，支持自動擴展。
     • 優點：對於間歇性的工作負載來說，無伺服器方案能夠有效地降低成本。Firebase Hosting 的免費層非常適合初期的小流量應用。
     • 缺點：Cloud Run 的冷啟動時間可能對部分應用造成延遲問題。
     • 成本：Cloud Run 依據處理的請求量和使用的計算資源計費。一般來說，低流量的情況下 Cloud Run 能利用免費額度將成本降至接近零。
3. Kubernetes (GKE)
   • Kubernetes 適合對於需要大規模擴展且持續運行的應用程式。可以將後端與前端服務分別容器化並進行編排，甚至整合 CI/CD 流程。
   • 優點：自動修復、自動擴展的功能讓應用程式運行更加可靠，且可以用相同的 Docker 容器部署到 Cloud Run，方便擴展。
   • 缺點：設置和管理 Kubernetes 集群需要較高的技術門檻和較高的維運成本。
   • 成本：按節點及其資源使用量計費，對於小型應用來說，這可能是一筆較高的花費。

雲端部署總結

• 小型專案或初期試驗：Firebase Hosting 和 Cloud Run 是不錯的選擇，可以充分利用免費額度，並根據實際流量進行擴展。
• 中型專案：使用 Cloud Run 以應對突發流量，並搭配 Compute Engine 作為資料庫伺服器或後端運算。
• 大型企業級應用：Kubernetes (GKE) 更適合這類需求，能夠支持複雜的服務編排、自動擴展、容錯恢復等功能。

在選擇雲端佈建方式時，需要根據應用的規模、開發團隊的技術能力和預算來進行取捨。